1．目的及意义

1.1 研究目的

在计算机视觉、化妆品和皮肤医学等众多行业都涉及对人体皮肤的研究。与针对活体皮肤的研究相比,基于数字皮肤图像的研究更加安全和方便,且便于量化分析和存储。和一般的数字图像处理不同的是,对皮肤组织的结构及其光学属性的了解是进行皮肤图像研究的理论基础。

人体皮肤是多层结构的。皮肤结构和色素的含量轻微改变便会产生视觉上明显可见的变化。现如今各种色斑和皮肤炎症的发病率有不断上升的趋势，皮肤疾病的种类繁多，成因各异。常见的色斑有：黄褐斑、雀斑、黑子、色素痣、黑素瘤、白癜风等，色斑不仅仅影响人的容貌，有些色斑疾病还严重影响人的健康，如恶性黑素瘤的死亡率在急剧增加。如何准确定位皮肤上种类各异的色斑，从而进行定量辅助诊断，成为研究的热门问题。

作为人体皮肤中含量最多、也是最重要的两种色素，黑色素和血色素决定了皮肤的主色调,改变这两种色素的含量将直接导致皮肤颜色的变化。因此，如果能直接从图像中把这两种色素的分布提取分离出来，其与正常皮肤的浓度差能一定程度上区分皮损区域和正常区域。因此这两种色素的分离成为皮肤研究者关注的重点。

1.2 研究意义

从文献上来看，提取皮肤色素含量信息研究始于90年代末，而后发展迅速。日本学者在皮肤该方面的研究相对较多。目前计算皮肤黑色素与血色素浓度的方法主要有3种：基于硬件的测量、基于颜色模拟的估算以及基于皮肤图像的估算。

国内外在基于提取出的皮肤黑色素和血色素浓度图上进行了不少的研究与应用。对于皮肤图像而言，图像颜色不仅仅是色彩，其在很大程度上表现了皮肤的结构和光学属性，这是一般图像中的颜色无法表达的。从医学角度看，皮肤肤色在一定程度上反应了皮肤疾病。黑色素与血色素含量比例的失调，将导致皮肤产生各种色素性疾病，以此为依据可以准确定位皮肤上产生病变的区域。而 “电子化妆”是其中一个非常新的研究方向，即：通过改变皮肤图像的颜色和纹理,利用计算机模拟化妆后的效果图。目前电子化妆平台中研究的最多的是人体皱纹的添加或去除功能,可模拟不同年龄阶段的个人形象。

本文所设计的基于黑色素及血色素分离的皮损区域分割的实现，根据前期已有的理论基础，搭建实验平台和设计实验方案，在数码相机与光源前放置偏振片，以获取偏振光下的人脸彩色图像。通过已掌握的在光密度空间中皮肤色素含量与颜色信息之间的关系，建立相应的数学模型，以通过图像颜色进行色素分离，以获取皮肤的色素浓度信息。获取色素浓度信息之后，既可以通过分析皮肤图像进行皮损区域的识别与分割，还可以进一步通过改变其浓度来改变皮肤图像的颜色和纹理，从而达到美化图像的目的。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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(1) 研究目标

1）通过交叉偏振光的建立，获取该光源下拍摄的到的人脸彩色涂销，以消除镜面反射光的影响

2）基于拍摄的人脸图像，建立图像颜色与皮肤色素的关系，得到黑色素与血色素的浓度信息。

3）基于黑色素血色素的分量图进行皮肤受损区域的识别与分割。

(2) 研究内容